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1、第一章 通信的应用本章目标从通信的应用示例，理解通信的重要性，思考通信需要解决的问题。主要内容1.1通信应用概述1.2通信的应用示例分析1.3通信的重要性1.1通信应用概述通信，一般是指信息的传输与交换。信息可以是语音、文字、符号、音乐、图像等等。而现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。在当代社会，通信为我们的生活带来了很多便利。我们离家求学，要与家人进行联系，可以给他打电话，将描述我们情况的语音通过电话传送给他。如果要看到对方，还可以用可视电话。其他方式：QQ、微信、邮件、信件.1.2通信的应用示例分析1.2.1生产调度中的通信应用1.2.2自动化领域的通信应用1.2.3呼叫中心1.2
2、.4鱼塘水质监控1.2.5农产品物流监控1.2.6网络商城1.2.7地铁监控与运行管理1.2.8民航飞机联络与管理1.2.9野外探测与空间探测1.2.10智能家居讨论你最喜爱的现有的通信应用是什么？你设想未来最广泛应用的通信方式是什么？1.3 通信的重要性总结：应用与信息的空间距离。除了日常生活中通信的应用，工业、农业、商业、交通等各个方面都需要应用通信。通信的应用已经进入到社会经济的各个领域。社会的发展离不开人们之间的交流与合作，也离不开社会各个部门的信息交流，显然，交流与沟通离不开通信技术的应用，因此通信技术的发展也就与社会的进步息息相关了。如果将我们这个社会比作人的身体，通信就是我们这个
3、社会机体的神经系统。通信技术作为交流、联系、沟通、协调的手段，已经成为加速世界经济、社会、文化、科技等发展的技术基础。作为通信工作者，我们既感到自豪，也责任重大。第二章 通信的发展本章目标从通信的发展历程，理解通信的实现方式，思考如何解决通信需要解决的问题。主要内容2.1古代通信2.2近现代通信2.3当代通信2.4未来通信2.1古代通信人类的通信从远古时代就已经开始。人与人之间的语言、肢体交流就是最早出现的通信。通信的发展历史则可以分为古代通信和近现代通信。从通信形式方面，可以分为文书通信、信号通信、保密通信等。2.1.1文书通信邮驿邮票与邮政飞鸽传书2.1.2古代信号通信古代信号通信是利用自
4、然界的基本规律和人的基础感官（视觉，听觉等）可达性建立通信系统，是人类基于需求的最原始的信号通信方式。击鼓烽火台“天灯”“旗语”2.1.3 古代的保密通信公元前五世纪斯巴达人使用一种叫“天书”（Skytale）的器械。它用一根木棍，将羊皮条紧紧缠在木棒上，密信自上而下写在羊皮条上，然后将羊皮条解开送出。除非把羊皮条重新缠在一根同样直径的木棍上，才能把密信的内容读出来。这是最早的保密通信。公元前两世纪，希腊历史学家波利比乌斯（Polybius）想出一种信号通信方法。他把字母排列在一个方表内，并把各横行和纵行标上数字，每个字母用它在横行的数字和它在纵行的数字代表，这些数字可用火把传送，右手举的火把
5、数表示字母的第一个代码，左手举的火把数表示字母的第二个代码。这种方法可以把信号传送较远的距离。2.2 近现代通信利用电磁波通信的历史可大致划分三个阶段：利用电磁波通信的历史可大致划分三个阶段：18371837年电报开始的年电报开始的通信初级阶段通信初级阶段；19481948年香农提出信息论开始的年香农提出信息论开始的近代通信阶段近代通信阶段；8080年代以后光纤通信应用、综合业务数字网崛起的年代以后光纤通信应用、综合业务数字网崛起的现现代通信阶段代通信阶段。近现代通信1837年，摩尔斯发明有线电报，开始了电通信阶段1843年，亚历山大本取得电传打字电报的专利1864年，麦克斯韦创立了电磁辐射理
6、论,并被当时的赫兹证明，促使了后来无线通信的出现1876年，贝尔利用电磁感应原理发明了电话1879年，第一个专用人工电话交换系统投入运行1880年，第一个付费电话系统运营1892年，加拿大政府开始规定电话速率1896年，马可尼发明无线电报近现代通信1907年，电子管问世，通信进入电子信息时代1915年，横贯大陆电话开通;实现越洋语音连接1918年，调幅无线电广播、超外差式接收机问世1925年，开通三路明线载波电话，开始多路通信1936年，调频无线电广播开播1937年，雷沃斯发明脉冲编码调制，奠定了数字通信基础1938年，电视广播开播20世纪40年代二战期间，雷达与微波通信得到发展1946年，第
7、一台数字电子计算机问世1947年，晶体管在贝尔实验室问世，为通信器件的进步创造了条件近现代通信1948年，香农提出了信息论，建立了通信统计理论1950年，时分多路通信应用于电话系统1951年，直拨长途电话开通1956年，敷设越洋通信电缆1957年，发射第一颗人造地球卫星1958年，发射第一颗通信卫星1962年，发射第一颗同步通信卫星，开通国际卫星电话；脉冲编码调制进入实用阶段20世纪60年代，彩色电视问世；阿波罗宇宙飞船登月；数字传输理论与技术得到迅速发展；计算机网络开始出现1969年，电视电话业务开通20世纪70年代，商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统投入使用；一些公司制定计算机网络
8、体系结构近现代通信20世纪80年代，开通数字网络的公用业务；个人计算机和计算机局域网出现；网络体系结构国际标准陆续制定20世纪90年代，蜂窝电话系统开通，各种无线通信和数据移动通信技术不断涌现；光纤通信得到迅速普遍的应用；国际互联网和多媒体通信技术得到极大发展，1997年，68个国家签定国际协定，互相开放电信市场2.3 当代通信数据通信计算机科学技术与通信技术相结合的产物计算机以及各种数据设备之间经由数据通路（专线或通信网络）所进行的数据交换计算机通信指两台或多台“自治”的计算机之间的数据交换不能“自治”的各种数据设备之间的数据交换属于数据通信，但不是计算机通信数据/计算机通信的革命始于20世
9、纪70/80年代90年代Internet普及与多媒体通信技术发展加速了变革数据通信与计算机通信逐渐融合通信产业与计算机产业日趋重合数据通信的特点1.通信对象的范围广 在电报、电话通信中，涉及的是人与人之间的通信；而数据通信除了人与人之间的通信之外，更主要的是人通过终端与计算机之间的通信或者是计算机与计算机之间的通信。2.传输内容为二进制数据 电话通信传输的是连续的语音信号，电报通信传输的是具有特定含义的报文；而数据通信传输的则是以二进制形式表示的数据。数据通信的特点3.通信的可靠性高 电话、电报在信息传输中若出现差错比较容易纠正。而数据传输中如果出现差错则较难纠正，为了保证传输质量，一般需要采
10、用差错控制技术，因此数据传输的可靠性高。4.通信的复杂性高 数据通信的影响因素比较多，传输的内容、方式也不同，对数据通信的要求也有很大差别，因而在实现数据通信时涉及的因素也比较复杂。计算机通信革命带来的变化数据处理设备与数据通信设备之间不再有本质区别数据通信、话音通信和视频通信之间也无本质区别数据通信与计算机通信难以区分局域网、城域网和广域网之间日趋模糊通信的演进与走势由集团通信朝个人通信发展由集团通信朝个人通信发展移动通信的出现与逐渐普及移动通信的出现与逐渐普及计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网形成跨行业、跨地区的计算机互联网形成跨行业、
11、跨地区的计算机互联网由单一通信网发展为综合业务数据通信网由单一通信网发展为综合业务数据通信网ISDNISDN以及电信、电视、数据多网合一以及电信、电视、数据多网合一网络交换技术由电路交换发展为分组交换和信元交换网络交换技术由电路交换发展为分组交换和信元交换WANWAN由由X.25X.25演进为演进为FRFR、ATMATM，MAN/LANMAN/LAN采用采用SMDSSMDS、EthernetEthernet和和ATMATM，Internet/IntranetInternet/Intranet采用采用IPIP通信方式由简单到复杂、由单一到多用户和大信息通信方式由简单到复杂、由单一到多用户和大信息
12、由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间通信由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间通信（包括浏览器与（包括浏览器与WebWeb服务器之间的通信）服务器之间的通信）一些热点通信领域传统领域传统电信业务AM无线电FM立体声TV短波(全球)无线电当代飞速发展的领域计算机通信多媒体通信Internet技术光纤传输卫星系统蜂窝移动电话扩频个人通信系统(PCS)高清晰度电视(HDTV)智能电信网用户接入卫星通信移动通信多媒体通信用户接入全光网量子通信当今通信热点举例1982年 国际海事通信组织开通由四颗地球同步卫星 组成的INMARSAT系统，实现全球移动通信。1998年 中、低轨道
13、的卫星系统得以研究成功并陆续 开通，其中有 美国Motorala公司的铱星(Iridium)系统 美国LORAL公司的全球星(Global Star)系统 国际海事通信组织的ICO系统1999年 国际卫星组织发射电视直播卫星、应用于高 速信息公路。2016年 中国发射第一颗量子通信卫星卫星通信不同轨道的卫星轨迹示意20世纪80年代，基于FDMA的第一代模拟系统 (1G)北美AMPS、N-AMPS；英国TACS；日本JTAC；北欧NMT。20世纪90年代，基于TDMA和CDMA的第二代数字系统 北美D-AMPS(EIA/TIA IS-136)；欧洲GSM；日本JDC。(2G)欧洲GSM/GPRS
14、GPRS;基于CDMA的北美PCS(IS-95)。(2G+)2005年，基于WCDMA的数字第三代系统已经出现 (3G)提供数据速率为2Mbps(静态环境)的多媒体业务。ITU-T正在制定IMT(国际移动通信)建议标准，IMT2000参考建议有：欧洲根据GSM/GPRS演进的UMTS建议（WCDMA）；北美根据IS-95演进的cdma2000建议；北美根据IS-136演进的UWCC-136建议(TDMA)；中国综合根据2G多种标准提出的TD-SCDMA。4G4G是第四代移动通信技术的简称，该技术将是第四代移动通信技术的简称，该技术将3G3G网络技术和网络技术和WLANWLAN局域网传输技术结局
15、域网传输技术结合起来，传输速度很快，能够达到每秒合起来，传输速度很快，能够达到每秒100100兆以上的传输速度，能够满足传输高品兆以上的传输速度，能够满足传输高品质图像信息和音频信息的要求。质图像信息和音频信息的要求。ITUITU已经将已经将WiMax,HSPA+WiMax,HSPA+、LTELTE正式纳入到正式纳入到4G4G标准里，加上之前就己经确定的标准里，加上之前就己经确定的LTE-LTE-AdvancedAdvanced和和WirelessMAN-AdvancedWirelessMAN-Advanced这两种标准，目前这两种标准，目前4G4G标准已经达到了标准已经达到了5 5种。种。移
16、动通信多媒体通信传媒信息量大适应现代社会许多应用需求，诸如可视电话电视会议虚拟现实视频点播语音邮件多媒体检索远程教学远程医疗多媒体通信多媒体技术是利用计算机和网络来表示、存储、传输和处理各种感知媒体的技术，因此多媒体通信也是一种数据通信。多媒体通信多媒体通信的主要特点集成性实时性交互性同步性多媒体通信中涉及的技术领域多媒体通信终端技术支持多媒体业务的通信网络技术多媒体应用系统技术主要关键技术音频与图像媒体压缩技术宽带网络技术信号处理与识别技术多媒体通信 基于铜缆的接入技术例如，能传输2Mbps以上的数据“高比特率数字用户线”，可把图像等视频信号引入用户家庭。基于光缆的接入技术光缆频带宽、容量大、干扰小。光纤同轴混合接入技术利用有线电视系统的方法，可以额外提供视频点播，交互式数据业务及电话业务。无线接入技术具有建设速度快，方便灵活、造价低廉等特点。用户数据接入交换式/中继移动无线电（SMR/TMR）无线寻呼网（BP）无绳电话与无线办公电信系统（WOTS）蜂窝无线电与蜂窝数据通信蜂窝数字分组数据（CDPD）通用分组无线业务（GPRS）无线数据网络：分组无线电无线局域网（WLAN）无线本地环
